סטודנטים בטכניון מציגים: הציפור המכאנית הראשונה

להק לווינים אוטונומיים מבוזרים, מטוס נוסעים חשמלי, מזל”ט וטיל נגד טנקים – יוצגו בתחרות הפרויקטים שתיערך בכנס הישראלי השנתי למדעי התעופה והחלל

תחרות ייחודית של פרויקטי סטודנטים הלומדים לתואר ראשון תתקיים השבוע במסגרת הכנס הישראלי השנתי למדעי התעופה והחלל. בתחרות ישתתפו 16 קבוצות מהטכניון, אוניברסיטת תל אביב, אוניברסיטת בן גוריון ומכללת אפקה. בין הפרויקטים, שיוצגו ביום רביעי הקרוב, פרויקט תכן של ציפור מכנית, תכן מטוס לחמישים נוסעים בעל מנוע חשמלי, תכן טיל נגד טנקים, סמסון – פרויקט לויינים אוטונומיים מבוזרים, חקירה ניסויית של מעוף ציפור יונק הדבש, וחקירה חישובית וניסויית של מערכת מכנית לקצירת אנרגיית רוח באמצעות מבנה רועד.

BIRDINATOR – ציפור מכאנית

מטרתו המרכזית של פרויקט “ברדינייטור” (BIRDINATOR) היתה הבנת מעופה של ציפור בטבע מבחינה מכאנית, ובניית דגם של ציפור מלאכותית שתהיה דומה לה ככל האפשר.

“רוב פרויקטי הגמר בפקולטה להנדסת אוירונוטיקה וחלל בטכניון קשורים בתכנון ובפיתוח מטוסים או טילים,” סיפר מתן מאיר, בוגר הפקולטה. “רצינו לבצע פרויקט שונה, אחר, עם חשיבה ‘מחוץ לקופסה’. את הפרויקט, שהוא מחקרי בעיקרו, הנחה פרופסור גיל יוסילבסקי מהפקולטה. רצינו להבין איך ציפורים מצליחות לעוף ואיך אנחנו יכולים לשחזר זאת בצורה מכאנית. חשוב להבין שלא היה כאן שום נסיון-עבר רלוונטי, כי יש אמנם מכונות שמדמות נפנוף כנפיים, אך זה בכלל לא דומה לתנועת הכנפיים המורכבת של ציפור במעופה. כנף הציפור נעה בתנועה מורכבת, שהיא הרבה יותר מסתם עליה וירידה.

“אחרי תצפיות רבות בציפורים בטבע ובסרטים, והתעמקות במאמרים של ביולוגים בנושא, הצלחנו לפתח מנגנון מכאני שמדמה את תנועת כנף הציפור על כל מרכיביה. אחרי שהבנו איך הציפור עושה זאת היינו הראשונים שבנו מנגנון מורכב שכזה. באמצעות כלי תכנון של מטוס ובאמצעות התאמות מכאניות תכננו ציפור שכזו, בעלת יכולת שהייה של 10 דקות בטיסת נפנוף, קצב טיפוס של שלושה מטרים בשנייה, טווח מהירויות של 20-10 מטרים בשנייה בתנועה אופקית, נשיאת מטען של 20 גרם ועמידה במשבי רוח. יש לציפור מנוע המחובר לכנפיים, ואת רוב התמרון היא עושה באמצעות הכנפיים. אנחנו מטיסים אותה כמו טיסן.
“מבחינת התכנון עמדנו באתגר, ייצרנו דגם תלת מימדי והכנו שרטוטים לייצור. ביצענו סימולציות בתכנת MATLAB, המוכיחה שהצלחנו לדמות את מנגנון הנפנוף. תכננו ציפור מכאנית שעומדת בדרישות שהצבנו לעצמנו.”

MAZLATOV – מזל”ט שיצג את הטכניון בתחרות הסטודנטים הבינלאומית DBF (Design, Built, Fly)
קבוצה של עשרה סטודנטים מהפקולטה להנדסת אוירונוטיקה וחלל מהטכניון השתתפה באפריל האחרון בתחרות הסטודנטים הבינלאומית DBF (Design, Built, Fly), המתקיימת בחסות ארגון האווירונוטיקה האמריקאי, בטוסון, אריזונה.

“בנינו במעבדה בטכניון מזל”ט מאפס, כולל התכנון והפיתוח, בהנחיית שלמה צח, מבכירי המתכננים בתעשייה האווירית לשעבר”, מספר חי קרמף, סטודנט בפקולטה, שהשתתף בתחרות ויציג את הפרויקט בכנס. “בתחרות נדרשנו לבנות טיסן בעל יכולת המראה קצרה במיוחד (30 רגל), יכולת נשיאה פנימית וחיצונית של חימוש, כשהמשקל הכולל של המטוס צריך להיות נמוך ככל שניתן. בתחרות מקבלים ניקוד על עמידה בדרישות ועל הצלחה במשימות, וקנס בנקודות על חריגות בגודל ובמשקל המטוס.
“עבדנו על הפרויקט כמעט שנה. לאחר עבודה קשה, עשרות שרטוטים וכמה ריסוקים, הצלחנו לבנות מזל”ט, שמוטת הכנפיים שלו שני מטר ואורכו 1.36 מ’, המסוגל לשאת רקטות בגודל של 40-30 ס”מ.

“בתחרות, המתקיימת שלושה ימים, השתתפו מאות סטודנטים מאוניברסיטאות מובילות מכל העולם. יש לבצע שלוש משימות ולכל קבוצה ארבעה ניסיונות. אנחנו הצלחנו בניסיון הראשון, וביומיים סיימנו את כל המשימות. דורגנו במקום ה-12 מתוך 82 קבוצות. זו חוויה מעשירה וזה הדבר המרכזי ביותר שעשיתי במהלך לימודי בטכניון. הלימודים הרגילים הם ‘על יבש’, אבל כאן נדרשתי להתנסות מעשית חשובה.”
תכנון של מטוס נוסעים חשמלי
קבוצת סטודנטים נוספת מהטכניון תציג בכנס פרויקט פורץ דרך, בהנחיית שלמה צח, מבכירי המתכננים בתעשייה האווירית לשעבר : תכנון מטוס ל-50 נוסעים בעל מנוע חשמלי.
“תכנון מטוס נוסעים חשמלי הוא אתגר מהותי הקשור באנרגיה,” סיפר ראש הקבוצה עוז סער, שסיים את לימודיו בפקולטה להנדסת אווירונוטיקה וחלל בשנה שעברה. “האתגר בתכנון מטוס שכזה הוא בייצור סוללות שיגיעו לרמת צפיפות כמו בדלק מטוסים. זו טכנולוגיה הנמצאת בפיתוח, וניכר כי יצליחו לייצר סוללות כאלה עד 2020. האתגר בפיתוח הוא שיש לייצר סוללות שיחזיקו מעמד לאורך זמן טיסה רב ככל שניתן מחד, ושיהיו קלות ולא יכבידו על משקל המטוס, מאידך. העולם הולך לכיוון הזה, ומנועים חשמליים כבר קיימים.

“הפרויקט שלנו כלל תכנון והפקת מודל תלת מימד של מטוס כזה. יכול להיות שאנחנו מקדימים את זמננו, אך בעתיד ייצרו מטוסים חשמליים שיהיו טובים יותר לסביבה. אני עובד כרגע כמהנדס בחברה שעובדת על פיתוח כזה.”

הכנס הישראלי השנתי למדעי התעופה והחלל, שיתקיים בימים רביעי-חמישי, 20-19 בפברואר, מתקיים זו השנה ה-54 ומשתתפים בו כחמש-מאות מהנדסים, מדענים ומומחים בתחומי האווירונוטיקה והחלל מהארץ ומהעולם. במהלך ימי הכנס ייחשפו תוצאות מחקריות חדשות ויוצגו הישגים טכנולוגיים והתפתחויות עתידיות. הכנס, אורגן על ידי הטכניון, אוניברסיטת תל-אביב, אוניברסיטת בן-גוריון, התעשייה האווירית לישראל, רפא”ל, התעשייה הצבאית לישראל, אלביט, האגודה הישראלית למדעי התעופה והחלל, ומשרד הביטחון.